核電廠管道阻尼器失效形式分析

范文韜

【摘 要】本文以某核電廠管道阻尼器失效事件為研究對(duì)象，分析阻尼器失效的形式及其原因。

【關(guān)鍵詞】核電；阻尼器；失效

某核電項(xiàng)目一期工程在主蒸汽及旁路蒸汽系統(tǒng)安裝有多組管道阻尼器，在電廠運(yùn)行過程中多次發(fā)生阻尼器失效的情況。本文以該電廠管道阻尼器失效事件為研究對(duì)象，分析總結(jié)阻尼器失效形式及其原因。

1 阻尼器本體與延長(zhǎng)桿連接部位失效及原因

此種失效形式為阻尼器延長(zhǎng)桿從阻尼器本體上脫落（見圖1）。

失效原因分析：

1.1 阻尼器的緊固螺釘未完全鎖緊

延長(zhǎng)桿法蘭與阻尼器本體通過緊固螺釘連接。在阻尼器安裝時(shí)，緊固螺釘需完全鎖緊，否則連接系統(tǒng)件未成剛度，管道在運(yùn)行過程中，螺釘將進(jìn)一步松動(dòng)，受自重和振動(dòng)作用，延長(zhǎng)桿法蘭處的緊固螺釘將會(huì)滑脫，延長(zhǎng)桿進(jìn)而與阻尼器分離脫落。

1.2 阻尼器安裝未按照設(shè)計(jì)要求水平安裝

阻尼器根部基座與管夾不在同一水平線上，阻尼器與水平面產(chǎn)生一定夾角，導(dǎo)致實(shí)際熱位移變化，且偏離角度越大，熱位移差距越大。阻尼器未按照設(shè)計(jì)要求水平安裝，將會(huì)出現(xiàn)實(shí)際熱位移要大于設(shè)計(jì)位移的情況，可能導(dǎo)致阻尼器實(shí)際熱位移超出了其設(shè)計(jì)的極限位移，導(dǎo)致拉脫或壓脫。

1.3 阻尼器本體與保溫層接觸

阻尼器本體不得貼近管道保溫層。機(jī)組長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后，管道振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致保溫塌落后擠壓阻尼器，使得阻尼器本體負(fù)載，將導(dǎo)致阻尼器及延長(zhǎng)桿壓彎或脫落。

1.4 阻尼器的設(shè)計(jì)位移與實(shí)際位移不符

如果阻尼器的設(shè)計(jì)位移與實(shí)際位移不符，阻尼器行程的安全余量將不夠。如果阻尼器在拉伸方向行程余量不夠，就會(huì)在管道熱位移時(shí)對(duì)該吊點(diǎn)產(chǎn)生很大拉力而造成拉脫，拉斷連接螺栓等問題。相反， 如果阻尼器在壓縮方向的行程余量不夠， 就會(huì)在管道熱位移時(shí)對(duì)阻尼器吊點(diǎn)產(chǎn)生很大的壓力，產(chǎn)生彎曲或折斷零件等問題。

2 阻尼器自由端液壓桿螺紋根部失效及原因

阻尼器自由端液壓桿通過螺紋連接萬向節(jié)，萬向節(jié)處通過軸銷與基座連接。此種失效形式為阻尼器自由端液壓桿螺紋根部斷裂（見圖2）。

失效原因分析：

2.1 阻尼器根部銷軸方向安裝錯(cuò)誤

阻尼器根部銷軸方向應(yīng)與管道最大熱位移方向平行，自由端液壓桿與基座偏轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)角度為±45°（見圖3）。當(dāng)阻尼器根部銷軸方向與管道最大熱位移方向垂直時(shí)，自由端液壓桿與基座偏轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)角度變?yōu)椤?°（見圖4），會(huì)極大限制萬向節(jié)沿最大熱位移方向的自由轉(zhuǎn)動(dòng)。阻尼器液壓桿受到超出其承受能力的載荷，有可能導(dǎo)致受力截面發(fā)生脆性斷裂。

2.2 阻尼器螺紋桿基體材質(zhì)純度差

阻尼器螺紋桿基體純凈度差，材料的抗疲勞性能降低。在日常期間系統(tǒng)正常運(yùn)行（管線振動(dòng)測(cè)量合格）的情況下，由于基座安裝方向錯(cuò)誤，自由端液壓桿受異常剪切力可能會(huì)出現(xiàn)截面斷裂現(xiàn)象。

3 結(jié)語

管道阻尼器在管道振動(dòng)加速度達(dá)到一定值時(shí)鎖死，阻止管道振動(dòng)超過限值。在地震等極限工況下，如果管道阻尼器失效，無法實(shí)現(xiàn)其設(shè)計(jì)功能，有可能造成管道斷裂等情況的發(fā)生。此文通過對(duì)管道阻尼器失效形式及原因分析，為后續(xù)管道阻尼器安裝時(shí)制定針對(duì)性預(yù)防措施提供借鑒。

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